專利名稱：一種消弧線圈補償系統(tǒng)和補償方法
技術領域：
本發(fā)明涉及配電網領域，尤其涉及一種消弧線圈補償系統(tǒng)和相應的補償方法。
背景技術：
配電網故障中的80%左右為單向接地故障，為了提高供電的可靠性，配電網大多 數都采用消弧線圈接地的方式。隨著近年電纜的大量使用，供電系統(tǒng)日益面臨消弧線圈補 償容量不足的問題。當一個變電所所安裝的消弧線圈容量已經不能滿足系統(tǒng)電容電流增加 的需要時，現有技術通常的解決方案是更換容量更大的消弧線圈，這種方法雖然能夠暫時 解決消弧線圈補償容量不足的問題，但可擴展性不佳，當消弧線圈容量增大到一定程度后， 這種方法難以實施。此外，更換下來的設備不易進行處理，從而造成資源的浪費。再者，容 量越來的消弧線圈通常體積越大，由于土建和場地等因素的限制，無限制地更換體積更大 的消弧線圈也是不允許的。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種消弧線圈補償系統(tǒng)和補償方法，能夠輕松解決系統(tǒng)電 容電流不斷增加出現的消弧線圈補償不足的問題。為實現上述目的，本發(fā)明提供一種消弧線圈補償系統(tǒng)，包括位于變電站中的自動 補償式消弧線圈設備、位于環(huán)網站中的固定式消弧線圈設備、以及控制主機；所述自動補償式消弧線圈設備和固定式消弧線圈設備共同對系統(tǒng)的電容電流進 行補償，所述自動補償式消弧線圈設備的補償電流值可以調節(jié)，所述固定式消弧線圈設備 的補償電流值固定不變；所述控制主機用于實時監(jiān)測系統(tǒng)的電容電流，并根據電容電流的大小向自動補償 式消弧線圈設備發(fā)送調節(jié)其補償電流值的指令，以使自動補償式消弧線圈設備的補償電流 值與固定式消弧線圈設備的補償電流值之和與系統(tǒng)的電容電流相當。優(yōu)選地，每個環(huán)網站中的固定式消弧線圈的補償電流值均小于該環(huán)網站所帶負荷 的電容電流之和。優(yōu)選地，每個固定補償消弧線圈設備后的阻尼電阻被短接。優(yōu)選地，所述自動補償式消弧線圈設備為線圈匝數可調節(jié)的消弧線圈設備。另一方面，本發(fā)明還提供一種利用消弧線圈補償系統(tǒng)對系統(tǒng)的電容電流進行補償 的方法，所述消弧線圈補償系統(tǒng)包括位于變電站中的自動補償式消弧線圈設備、位于環(huán)網 站中的固定式消弧線圈設備、以及控制主機；所述自動補償式消弧線圈設備和固定式消弧 線圈設備共同對系統(tǒng)的電容電流進行補償，所述自動補償式消弧線圈設備的補償電流值可 以調節(jié)，所述固定式消弧線圈設備的補償電流值固定不變；所述方法包括所述控制主機實時監(jiān)測系統(tǒng)的電容電流；所述控制主機根據監(jiān)測到的電容電流，向自動補償式消弧線圈設備發(fā)送調節(jié)其補償電流值的指令；所述自動補償式消弧線圈設備接收到指令后，調節(jié)其補償電流值，使得自動補償 式消弧線圈設備的補償電流值與固定式消弧線圈設備的補償電流值之和與系統(tǒng)的電容電 流相當。優(yōu)選地，所述自動補償式消弧線圈設備調節(jié)其補償電流值是通過調節(jié)其線圈匝數 實現的。借助本發(fā)明提供的消弧線圈補償系統(tǒng)和方法采用集中補償和分布補償相結合的 方式，能夠輕松解決系統(tǒng)電容電流不斷增大導致的消弧線圈補償不足的問題，當系統(tǒng)的電 容電流增大造成現有的系統(tǒng)補償容量不足的問題時，只需要適當地增加固定式消弧線圈設 備的數量就能適應新的需求，避免了現有技術中需要更換消弧線圈設備造成遞增的投資， 還避免了被更換下來的設備被閑置浪費，節(jié)省了可觀的設備費用。
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明 的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據 這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發(fā)明實施例中消弧線圈補償系統(tǒng)中的多臺消弧線圈設備聯機運行的系 統(tǒng)狀態(tài)圖；圖2是消弧線圈補償系統(tǒng)的零序回路示意圖；圖3是圖2示出的零序回路的簡化等效電路圖；圖4是圖3中的電路圖中的虛線框內部分的等效戴維南電路圖；圖5是主消弧線圈設備L的中性點電流的相量圖；圖6是本發(fā)明實施例提供的消弧線圈補償系統(tǒng)對系統(tǒng)的電容電流進行補償的方 法的示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例 中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是 本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員 在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。本發(fā)明中提供的消弧線圈補償系統(tǒng)在變電站內安裝自動補償式消弧線圈設備，可 以保證其容量至少在系統(tǒng)電容電流的50%以上，位于變電站中的自動補償式消弧線圈設備 作為主消弧設備，對系統(tǒng)電容電流進行集中補償。在環(huán)網站中安裝固定式消弧線圈設備，所 有環(huán)網站中的固定式消弧線圈設備作為從消弧設備，對系統(tǒng)電容電流進行分布補償。自動補償式消弧線圈設備的補償電流值可以調節(jié)，固定式消弧線圈設備的補償電 流值固定不變。可以根據環(huán)網站所在地區(qū)的電容電流分布情況選擇容量合適的固定式消弧 線圈設備。本發(fā)明將自動補償式消弧線圈設備的集中補償與多臺固定式消弧線圈設備的分布補償相結合，其原理與消弧線圈設備單機運行類似，所有消弧線圈設備的總補償電流值 為全部消弧線圈設備的補償電流值之和。通過并聯固定式消弧線圈，不管固定式消弧線圈 的數量為多少，只要消弧線圈設備的總容量與系統(tǒng)的等值電容匹配即可?？刂浦鳈C用于實時監(jiān)測系統(tǒng)的電容電流，并根據電容電流的大小向自動補償式消 弧線圈設備發(fā)送調節(jié)其補償電流值的指令，以使自動補償式消弧線圈設備的補償電流值與 固定式消弧線圈設備的補償電流值之和與系統(tǒng)的電容電流相當。在本發(fā)明中，環(huán)網站中的 固定式消弧線圈設備負責對該站下屬的線路的電容電流進行補償，變電站內的自動補償式 消弧線圈設備負責補償系統(tǒng)內剩余的電容電流。由于固定式消弧線圈設備一經部署，其補 償電流值就是不變的，而自動補償式消弧線圈設備的補償電流值可以根據系統(tǒng)電容電流的 變化靈活進行調整，這樣通過自動補償式消弧線圈設備對其電容電流進行的自動調整，使 得整個消弧線圈補償系統(tǒng)工作在自動調諧的狀態(tài)下。需要說明的是，為了增大系統(tǒng)部署的靈活性，也可以選用單機帶有不同檔位的固 定式消弧線圈設備，這種固定式消弧線圈設備在工作前可以通過人工調整其補償電流值， 但是這與自動補償式消弧線圈設備在工作過程中仍可以自動調整其補償電流值是不同的。以下詳細的消弧線圈補償系統(tǒng)的具體工作方式。圖1示出了本發(fā)明中的消弧線圈補償系統(tǒng)中的多臺消弧線圈設備聯機運行的系 統(tǒng)狀態(tài)圖。其中，GRID表示電網，可以將其作為黑盒處理，在本發(fā)明實施例中不需要考慮其 具體結構及內部連接關系。L為設置于變電站中的自動補償式消弧線圈設備，其作為主消弧 線圈設備山 LnS固定式消弧線圈設備，其作為從消弧線圈設備。主消弧線圈設備所在 的線路帶有阻尼電阻R，可以改變電抗值；從消弧線圈設備所在的線路不帶阻尼電阻，不能 改變電抗值。通過改變主消弧線圈設備L的電感值，控制主機采集到系統(tǒng)的電氣量，進而計 算系統(tǒng)的電容電流。以下詳細分析計算的方法。當各個母聯開關閉合后，系統(tǒng)的零序回路示意圖如圖2所示，其中U?！?、U。/、 U02\……UJ分別為各個消弧線圈設備所在的消弧支路的不平衡電壓，Cs為系統(tǒng)總的對地 電容。在并列運行的消弧線圈補償系統(tǒng)中，由于從消弧線圈設備均為固定式消弧線圈設備， 其電感值保持不變。圖3是圖2示出的零序回路的簡化等效電路圖。利用戴維南定理可以將圖3中虛線框內的部分轉換為圖4虛線框內所示的等效戴 維南電路，轉化為電源與阻抗的串聯。其中，Zp = jXCs//jXLp'，在圖中，Zp仍標記為Ζ。 XCs表示系統(tǒng)電容的容抗，XLP’表示各從消弧線圈設備的并聯感抗。于是滿足下面的關系
權利要求
1.一種消弧線圈補償系統(tǒng)，其特征在于，包括位于變電站中的自動補償式消弧線圈設 備、位于環(huán)網站中的固定式消弧線圈設備、以及控制主機；所述自動補償式消弧線圈設備和固定式消弧線圈設備共同對系統(tǒng)的電容電流進行補 償，所述自動補償式消弧線圈設備的補償電流值可以調節(jié)，所述固定式消弧線圈設備的補 償電流值固定不變；所述控制主機用于實時監(jiān)測系統(tǒng)的電容電流，并根據電容電流的大小向自動補償式消 弧線圈設備發(fā)送調節(jié)其補償電流值的指令，以使自動補償式消弧線圈設備的補償電流值與 固定式消弧線圈設備的補償電流值之和與系統(tǒng)的電容電流相當。
2.根據權利要求1所述的消弧線圈補償系統(tǒng)，其特征在于，每個環(huán)網站中的固定式消 弧線圈的補償電流值均小于該環(huán)網站所帶負荷的電容電流之和。
3.根據權利要求1所述的消弧線圈補償系統(tǒng)，其特征在于，每個固定補償消弧線圈設 備后的阻尼電阻被短接。
4.根據權利要求1至3中任意一項所述的消弧線圈補償系統(tǒng)，其特征在于，所述自動補 償式消弧線圈設備為線圈匝數可調節(jié)的消弧線圈設備。
5.一種利用消弧線圈補償系統(tǒng)對系統(tǒng)的電容電流進行補償的方法，其特征在于，所述 消弧線圈補償系統(tǒng)包括位于變電站中的自動補償式消弧線圈設備、位于環(huán)網站中的固定式 消弧線圈設備、以及控制主機；所述自動補償式消弧線圈設備和固定式消弧線圈設備共同 對系統(tǒng)的電容電流進行補償，所述自動補償式消弧線圈設備的補償電流值可以調節(jié)，所述 固定式消弧線圈設備的補償電流值固定不變；所述方法包括所述控制主機實時監(jiān)測系統(tǒng)的電容電流；所述控制主機根據監(jiān)測到的電容電流，向自動補償式消弧線圈設備發(fā)送調節(jié)其補償電 流值的指令；所述自動補償式消弧線圈設備接收到指令后，調節(jié)其補償電流值，使得自動補償式消 弧線圈設備的補償電流值與固定式消弧線圈設備的補償電流值之和與系統(tǒng)的電容電流相當。
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述自動補償式消弧線圈設備調節(jié)其補 償電流值是通過調節(jié)其線圈匝數實現的。
全文摘要
本發(fā)明提供一種消弧線圈補償系統(tǒng)和利用消弧線圈補償系統(tǒng)對系統(tǒng)的電容電流進行補償的方法，該系統(tǒng)包括位于變電站中的自動補償式消弧線圈設備、位于環(huán)網站中的固定式消弧線圈設備、以及控制主機；自動補償式消弧線圈設備和固定式消弧線圈設備共同對系統(tǒng)的電容電流進行補償，自動補償式消弧線圈設備的補償電流值可以調節(jié)，固定式消弧線圈設備的補償電流值固定不變；控制主機用于實時監(jiān)測系統(tǒng)的電容電流，并根據電容電流的大小向自動補償式消弧線圈設備發(fā)送調節(jié)其補償電流值的指令，以使自動補償式消弧線圈設備的補償電流值與固定式消弧線圈設備的補償電流值之和與系統(tǒng)的電容電流相當。
文檔編號H02H9/08GK102097799SQ20111002738
公開日2011年6月15日 申請日期2011年1月25日 優(yōu)先權日2011年1月25日
發(fā)明者何輔江, 凌榮光, 張彥, 李光軍, 王偉, 胡杰, 高頌九 申請人:寧波市鄞州供電局